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Die
Erfindung betrifft ein Abschaltventil für Pflanzenschutzsprühvorrichtungen
zur Unterbrechung und/oder Freigabe eines Fluidflusses zwischen
einer Versorgungsleitung und einer Spritzdüse, insbesondere zur Montage
an Düsenhaltern,
mit einem Gehäuse
und einem Absperrstößel, der
zwischen einer Offenstellung und einer in eine Absperröffnung eingefahrenen
Absperrstellung verschiebbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, wobei
die Absperröffnung
mittels einer am Gehäuse
angeordneten Dichtung ausgebildet ist.
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Aus
der europäischen
Offenlegungsschrift
EP
0 889 266 A2 ist ein Abschaltventil für eine landwirtschaftliche
Feldspritze bekannt, mit dem die Spritzdüsen einer Teilbreite eines
Spritzbalkens an- und abgeschaltet werden können. Das Abschaltventil weist
zwei Hauptventile auf, mit denen eine Druckleitung von einer Flüssigkeitspumpe
entweder mit einer zu den Spritzdüsen der Teilbreite führenden
Spritzleitung oder mit einer Rückführleitung
verbunden werden kann. Ein weiteres Schaltventil ist vorgesehen, um
bei abgeschalteter Teilbreite die Spritzleitung zu den Spritzdüsen mit
einer Sammelrückführleitung
zu verbinden, um nach dem Abschalten der Spritzdüsen den Druck in den Leitungen
der Teilbreite möglichst schnell
zu entspannen und dadurch ein Nachtropfen zu verhindern. Dieses
Ventil zum An- bzw. Abschalten der Sammelrückführleitung ist mittels einer
in einer Bohrung verschiebbar aufgenommenen Ventilstange realisiert,
wobei die Ventilstange an ihrem vorderen Ende einen O-Ring trägt. Je nach
Stellung der Ventilstange wird das Ende der Ventilstange in die Bohrung
zurückgezogen,
woraufhin dann der O-Ring den Zwischenraum zwischen Bohrungsinnenwand und
Ventilstange abdichtet. In der Offenstellung wird die Ventilstange
innerhalb der Bohrung so verschoben, dass sich der am Ende angeordnete
O-Ring außerhalb
der Bohrung befindet, so dass zwischen Ventilstange und Bohrungsinnenwand
ein Ringspalt geschaffen ist, durch den Flüssigkeit von der Spritzleitung
in die Sammelrückführleitung
gelangen kann.
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Aus
der DDR-Patentschrift
DD 68 103 ist eine
Düse mit
einer Nachtropfsicherung bekannt. Ein Ansatz eines unbeweglichen
Drallkörpers
weist eine Öffnung
auf, die mittels eines Gummihohlkörpers verschlossen werden kann.
Der Gummihohlkörper
ist in einer Ausnehmung eines Düsenkörpers angeordnet und
umgibt den Ansatz des Drallkörpers.
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Aus
dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 87 12 921 U1 ist eine Sprühvorrichtung
zum Aufsprühen
bekannt. Die Sprühvorrichtung
hat einen als Gehäuse
dienenden Sprühblock
und mindestens eine Sprühdüse, die über pro
Medium separat im Sprühblock
verlaufende Kanäle
versorgt wird. Zur Steuerung der Flüssigkeit ist in der Flüssigkeitsleitung stromaufwärts der
Sprühdüse ein fremdgesteuertes Ventil
angeordnet. Ziel ist es, dass ein Nachströmen von Flüssigkeit durch Unterbrechen
der Flüssigkeitssäule stromaufwärts der
Düse unterbunden
wird.
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Bei
bekannten Feldspritzen oder Pflanzenschutzsprühvorrichtungen sind mehrere
Düsenstöcke oder
Düsenhalter
beabstandet voneinander an einer Versorgungsdruckleitung für zu verspritzende Spritzbrühe befestigt.
Jeder Düsenhalter
weist eine oder mehrere Düsen
auf. Die Düsenhalter
sind mit einer sogenannten Tropfstoppeinrichtung versehen, die erst
ab einem vorbestimmten Druck in der Versorgungsdruckleitung einer
Fluidverbindung zu den Sprühdüsen freigibt.
Die Tropfstoppeinrichtung weist eine Tropfstoppmembran auf, die
federbelastet gegen eine Stirnseite zweier konzentrisch zueinander angeordneter
Rohrleitungen gedrückt
wird. Die äußere Rohrleitung
steht mit der Versorgungsdruckleitung in Verbindung. Die innere
Rohrleitung steht mit der Sprühdüse in Verbindung.
Bei ausreichendem Druck in der Versorgungsdruckleitung weicht die Membran
aus und ermöglicht
eine Flüssigkeitszufuhr zur
Sprühdüse. Sinkt
der Druck in der Versorgungsdruckleitung unter einen vorbestimmten
Wert, verschließt
die Tropfstoppmembran die Stirnseite der konzentrischen Rohrleitungen
und unterbricht dadurch eine Fluidverbindung zwischen Versorgungsdruckleitung
und Sprühdüse. Dadurch
wird ein Nachtropfen der Düsen
beim Absinken des Drucks in der Versorgungsdruckleitung verhindert.
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Um
eine Verbindung zwischen Versorgungsdruckleitung und Sprühdüse unabhängig vom
Druck in der Versorgungsdruckleitung öffnen und schließen zu können, sind
weiter pneumatische Abschaltventile bekannt, die entweder mittels
eines Stößels die Tropfstoppmembran
gegen die Stirnseite der Rohrleitung gedrückt halten oder freigeben,
oder die mittels eines an seinem vorderen Ende mit einem O-Ring versehenen
Stößels unter
Verzicht auf die Tropfstoppmembran auf die Stirnseite der inneren
Rohrleitung auffahren und diese dadurch absperren oder freigeben.
Beim Beaufschlagen der Tropfstoppmembran können Probleme dahingehend auftreten,
dass die Tropfstoppmembran bei längerer
Betriebsdauer durchgedrückt
und dadurch undicht wird. Setzt der Stößel nicht eben auf der Tropfstoppmembran
auf, beispielsweise bei nicht exakt mit den konzentrischen Rohrleitungen
fluchtendem Stößel, können ebenfalls
Undichtigkeiten auftreten. Bei unmittelbarer Absperrung der Stirnseite
der inneren Rohrleitung kann bereits ein geringer Versatz oder ein
nur leicht beschädigter
O-Ring zu Undichtigkeiten führen.
Beide bekannte Systeme erfordern somit eine exakt fluchtende Ausrichtung
der konzentrischen Rohrleitungen und des Stößels des Abschaltventils, um
die Rohrleitungen zuverlässig
absperren zu können.
Aufgrund der üblichen
hohen Flüssigkeitsdrücke in der Versorgungsdruckleitung
im Bereich von 10bar und der erforderlichen großen Querschnittsfläche des Stößels, sind
hohe Haltekräfte
des Stößels und
somit Schaltkräfte
der Abschaltventile bedingt. Da die bekannten Abschaltventile mittels
einer Überwurfmutter an
den oft aus Kunststoff hergestellten Düsenhaltern befestigt werden,
ist die Einhaltung der Toleranzen, die für ein exaktes Fluchten von
Stößel und
Rohrleitung erforderlich sind, problematisch.
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Mit
der Erfindung soll ein zuverlässiges
Abschaltventil für
Pflanzenschutzsprühvorrichtungen geschaffen
werden.
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Erfindungsgemäß ist hierzu
Abschaltventil für
Pflanzenschutzsprühvorrichtungen
zur Unterbrechung und/oder Freigabe eines Fluidflusses zwischen
einer Versorgungsleitung und einer Spritzdüse, insbesondere zur Anordnung
an Düsenhaltern, mit
einem Gehäuse
und einem Absperrstößel vorgesehen,
der zwischen einer Offenstellung und einer in einer Absperröffnung eingefahrenen
Absperrstellung verschiebbar in dem Gehäuse aufgenommen ist, wobei
die Absperröffnung
mittels einer am Gehäuse
angeordneten, umlaufenden Dichtung ausgebildet ist und wobei die
umlaufende Dichtung als elastischer Nutring ausgebildet ist, dessen
Durchgangsöffnung die
Absperröffnung
bildet und der eine konzentrisch zur Durchgangsöffnung verlaufende Nut aufweist, wobei
eine offene Seite der Nut einen Fluidzufluss zugewandt ist.
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Mittels
einer solchen Ausbildung des Abschaltventils können der Stößel und die Absperröffnung im
Gehäuse
selbst angeordnet werden, so dass Montagefehler oder Toleranzen,
die durch das Aufsetzen des Abschaltventils auf den Düsenhalte
bedingt sind, die Absperrwirkung nicht beeinflussen. Erfindungsgemäß wird die
Absperröffnung
dadurch abgedichtet, dass der Absperrstößel in die am Gehäuse angeordnete,
umlaufende Dichtung einfährt.
Dies ermöglicht
zum einen eine glattflächige
und damit kostengünstige
und verschmutzungsunempfindliche Ausbildung des Absperrstößels, wohingegen
das Gehäuse
beispielsweise als Kunststoffspritzteil ausgeführt werden kann und sich Befestigungseinrichtungen
für die
umlaufende Dichtung somit nicht wesentlich auf die Herstellungskosten
auswirken. Dies führt
insgesamt zu einer zuverlässigen
Ausbildung des Abschaltventils. Das Abschaltventil kann beispielsweise auf
einem Düsenhalter
aufsetzbar ausgebildet oder auch in den Düsenhalter integriert sein. Die
Betätigung
des Abschaltventils kann pneumatisch oder elektrisch erfolgen.
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Mittels
des Nutrings, einer sogenannten Stangendichtung, können Versatzfehler
oder Fluchtfehler zwischen der Absperröffnung und dem Absperrstößel besonders
gut ausgeglichen werden. Durch die spezielle Ausrichtung des Nutrings,
so dass eine offene Seite der Nut einem Fluidzuflusskanal zugewandt
ist, unterstützt
ein hoher Druck im Fluidzuflusskanal die Abdichtwirkung. Ein hoher
Druck im Fluidzuflusskanal wirkt im Unterschied zu konventionellen
Systemen somit einer Abdichtung nicht entgegen.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist der Absperrstößel in der Offenstellung außerhalb
der Absperröffnung
angeordnet.
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Der
Absperrstößel fährt somit
zum Abdichten der Absperröffnung
in die Dichtung ein, wohingegen er in Offenstellung vollständig außerhalb
der Absperröffnung
angeordnet ist. Dadurch kann in der Offenstellung ein großer freier
Querschnitt der Absperröffnung
erzielt werden. Die umlaufende Dichtung kompensiert dabei eventuelle
Versatzfehler, die zwischen dem Absperrstößel und der durch die umlaufende
Dichtung definierten Absperröffnung
auftreten.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann das Abschaltventil an den für eine Tropfstoppmembran
vorgesehenen Bereich eines Düsenhalters
angebaut werden.
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Auf
diese Weise kann ein konventioneller Düsenhalter auf einfache Weise
nachgerüstet
werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist der elastische Nutring in einer
in das Gehäuse
eingeschobenen Schlitzbüchse
vorgesehen.
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Auf
diese Weise ist der elastische Nutring werkzeuglos auswechselbar
und eine Montage des Absperrstößels im
Gehäuse
ist erheblich vereinfacht. An die exakte Ausrichtung der Schlitzbüchse zum Gehäuse und
somit zum Absperrstößel sind
dabei nur geringe Anforderungen zu stellen, da mittels des Nutrings
eventuelle Versatz- oder Fluchtfehler ausgeglichen werden können. Eine
Schlitzbüchse
wird dabei deshalb verwendet, da Schlitze in der Schlitzbüchse einen
Flüssigkeitsdurchtritt
er möglichen,
so dass die Schlitzbüchse
durch einfaches Einschieben in das Gehäuse positioniert werden kann
und dennoch die Absperröffnung
in einem freizugebenden oder abzusperrenden Strömungsweg liegt.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist die Schlitzbüchse in einem einseitig offenen
Raum des Gehäuses
vorgesehen, der auf eine Zuflussleitung und eine Abflussleitung
eines Düsenhalters
aufsetzbar ist.
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Auf
diese Weise ist eine besonders einfache Montage der Schlitzbüchse sowie
insgesamt des Abschaltventils ermöglicht. Der einseitig offene
Raum wird dabei durch die eingesetzte Schlitzbüchse so aufgeteilt, dass ein
Strömungsweg
an einer Außenseite
der Schlitzbüchse
vorbei, durch die Absperröffnung
und durch eine zentrale Bohrung der Schlitzbüchse wieder in den Düsenhalter
definiert ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind eine Zuflussleitung und eine Abflussleitung
zu dem Abschaltventil als zueinander konzentrische Rohrleitungen ausgebildet
und die Schlitzbüchse
ist dichtend auf eine Stirnseite der inneren Rohrleitung aufsetzbar.
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Die
Zuflussleitung und die Abflussleitung sind beispielsweise Bestandteil
eines Düsenhalters, bei
dem die Stirnseiten der Leitungen durch eine Tropfstoppmembran abgedeckt
werden können.
Anstelle der Tropfstoppmembran kann dann das erfindungsgemäße Abschaltventil
aufgesetzt werden. Mittels der Schlitzbüchse wird dann ein Strömungsweg von
der Zuflussleitung zur Abflussleitung an der Außenseite der Schlitzbüchse vorbei,
durch Öffnungen in
der Schlitzbüchse
zur Absperröffnung
und durch eine innere Bohrung der Schlitzbüchse definiert.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist die Schlitzbüchse von ihrem Außenumfang
abragende Stege auf, die an einer Innenwand des Gehäuses anliegen.
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Mittels
solcher Stege wird zum einen die Schlitzbüchse im Gehäuse und somit zum Absperrstößel zentriert
und zum anderen werden zwischen den Stegen Strömungskanäle für zu- oder abfließende Flüssigkeit
geschaffen.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist die Schlitzbüchse an ihrem, der Stirnseite
der Zufluss- und der Abflussleitung zugewandten Ende mit einer elastischen
Dichtung versehen und so bemessen, dass die Schlitzbüchse bei
am Düsenhalter
montiertem Gehäuse
gegen die Stirnseite der Zufluss- oder Abflussleitung gepresst wird.
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Indem
die elastische Dichtung an der Schlitzbüchse selbst vorgesehen ist,
wird die Montage des Abschaltventils erleichtert, da die elastische
Dichtung nicht ohne weiteres verloren gehen kann.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist die Schlitzbüchse an ihrem, dem Gehäuse zugewandten
Ende mit radialen Durchgangsöffnungen
versehen. Die radialen Durchgangsöffnungen können mittels radial verlaufender
Schlitze gebildet sein, die in einen sich bis an eine Anlagefläche des
Gehäuses
erstreckenden Bund der Schlitzbüchse
eingebracht sind.
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Auf
diese Weise wird zum einen ein Strömungsweg von der Außenseite
der Schlitzbüchse durch
die radialen Durchgangsöffnungen,
durch die Absperröffnung
und durch die Büchse
hindurch definiert und zum anderen wird gleichzeitig eine exakte Positionierung
der Schlitzbüchse
im Gehäuse
sichergestellt.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist eine freie Querschnittsfläche der
Absperröffnung
zwischen zwei- und viermal so groß wie eine freie Querschnittsfläche der
Austrittsöffnung
der wenigstens einen Sprühdüse.
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Bei
mehreren Sprühdüsen ist
die freie Querschnittsfläche
der Absperröffnung
zweckmäßigerweise
zwischen zwei- und viermal so groß wie die Summe der Querschnittsfläche der
Austrittsöffnungen
der Sprühdüsen. Es
wurde festgestellt, dass eine freie Querschnittsfläche der
Absperröffnung
mit der zuvor genannten Bemessung ausreichend ist, um eine zuverlässige Versorgung
der Sprühdüsen mit
Flüssigkeit
zu gewährleisten,
ohne eine Verstopfungsempfindlichkeit des Abschaltventils durch
Verschmutzungen der zu verspritzenden Brühe zu verursachen. Durch die
im Vergleich zu konventionellen Schaltventilen sehr kleine freie
Querschnittsfläche
der Absperröffnung,
in die der Absperrstößel einfährt, kann
auch der Absperrstößel klein
bemessen werden und somit sind am Absperrstößel nur kleine Haltekräfte gegen den
Fluiddruck aufzubringen. Da gemäß der Erfindung
der Absperrstößel in die
Absperröffnung
einfährt,
ist eine dem Fluiddruck zugewandte Querschnittsfläche des
Absperrstößels darüber hinaus
in der Offenstellung und der Absperrstellung gleich. Dadurch unterscheiden
sich die in der Absperrstellung und der Offenstellung aufzubringenden
Haltekräfte nicht,
bzw. sind in gleicher Weise vom Flüssigkeitsdruck bestimmt. Beim Öffnen und
Schließen
des Absperrventils treten somit keine Sprünge im Verlauf der Haltekraft
oder Zustellkraft des Absperrstößels auf.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist der Absperrstößel pneumatisch zwischen der
Offenstellung und Absperrstellung verschiebbar.
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In
Weiterbildung der Erfindung erfolgt eine Druckluftzufuhr in das
Gehäuse
mittels eines das Gehäuse
umgebenden Ringkanals und einem das Gehäuse umgebenden Anschlussring,
wobei der Anschlussring drehbar auf dem Gehäuse angeordnet ist.
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Auf
diese Weise ist das Abschaltventil in Bezug auf die Verlegung einer
Druckluftleitung sehr flexibel und es kann beispielsweise erreicht
werden, dass die Abschaltventile aller Düsenstöcke einer Teilbreite mittels einer
einzigen, geradlinig verlaufenden Druckluftleitung versorgt werden
können.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist zur Abdichtung der Absperrstößelführung im
Gehäuse
gegen einen fluidführenden
Bereich ein weiterer Nutring vorgesehen.
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Dies
ermöglicht
eine zuverlässige
Trennung des fluidführenden
Bereichs im Abschaltventil von dem weiteren Bereich, der beispielsweise
mit Druckluft beaufschlagt wird. Eine Nut des weiteren Nutrings ist
dabei ebenfalls dem fluidführenden
Bereich zugewandt, so dass ein hoher Fluiddruck eine Abdichtung unterstützt. Im
Ergebnis führt
dies zu einer sehr zuverlässigen
und toleranzunempfindlichen Abdichtung des Absperrstößels.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Abschaltventils
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
in der Offenstellung und in an einem Düsenhalter montierten Zustand,
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2 eine
perspektivische Schnittansicht des Abschaltventils der 1 in
der Absperrstellung,
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3 eine
seitliche Schnittansicht des Abschaltventils der 1 in
der Offenstellung,
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4 eine
seitliche Schnittansicht des Abschaltventils der 1 in
der Absperrstellung,
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5 eine
perspektivische Schnittansicht des Abschaltventils der 1 in
der Offenstellung in einem vom Düsenhalter
abgenommenen Zustand und
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6 eine
perspektivische Ansicht einer Schlitzbüchse des Abschaltventils der 1.
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In
der perspektivischen Schnittansicht der 1 ist eine
Versorgungsleitung 10 zu erkennen, die Teil einer sogenannten
Feldspritze ist und mittels einer Pumpe aus einem Tank mit Spritzbrühe versorgt
wird. Die Versorgungsleitung 10 erstreckt sich über die
gesamte Länge
der Ausleger einer Feldspritze. Unmittelbar an der Versorgungsleitung 10 ist
ein Düsenhalter 12 angeordnet,
der mittels einer Schelle 14 an der Versorgungsleitung 10 befestigt
ist und an dessen, der Versorgungsleitung 10 abgewandten
Ende, eine Spritzdüse 16 angeordnet
ist. An den Düsenhalter 12 ist
ein erfindungsgemäßes Abschaltventil 18 mittels
einer Überwurfmutter 20 angesetzt.
Mittels des Abschaltventils 18 kann eine Flüssigkeitszufuhr von
der Versorgungsleitung 10 zur Spritzdüse 16 an- und abgeschaltet
werden. Die Darstellung der 1 zeigt
dabei eine Offenstellung des Abschaltventils 18, in der
eine Strömungsverbindung
zwischen der Versorgungsleitung 10 und der Spritzdüse 16 besteht.
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Im
Unterschied hierzu zeigt die Ansicht der 2 eine Absperrstellung
des Abschaltventils 18, in der eine Flüssigkeitszufuhr von der Versorgungsleitung 10 zur
Spritzdüse 16 unterbrochen
ist. In analoger Weise zeigt die seitliche Schnittansicht der 3 eine
Offenstellung des Abschaltventils 18 und die seitliche
Schnittansicht der 4 die Absperrstellung des Abschaltventils 18.
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Wie
in den 1 bis 4 zu erkennen ist, gelangt Flüssigkeit
von der Versorgungsleitung 10 in einen Stutzen 22 des
Düsenhalters 12,
der in eine parallel zur Versorgungsleitung 10 verlaufende
Ringleitung 24 übergeht.
Ausgehend von der Ringleitung 24 tritt Spritzbrühe aus dem
Düsenhalter 12 aus
und in ein Gehäuse 26 des
Abschaltventils 18 ein. Im Gehäuse 26 des Abschaltventils 18 umströmt die Flüssigkeit
eine Schlitzbüchse 28 außen, wird
dann im Gehäuse
um 180° umgelenkt
und strömt
weiter durch eine Absperröffnung
in der Schlitzbüchse 28 durch diese
hindurch und tritt in eine Fluidabflussleitung 30 des Düsenhalters 12 ein,
die parallel zur Versorgungsleitung 10 und konzentrisch
zur Ringleitung 24 verläuft.
An ihrem, dem Abschaltventil 18 abgewandten Ende, knickt
die Fluidabflussleitung 30 rechtwinklig ab und mündet in
der Spritzdüse 16.
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Das
Abschaltventil 18 ist somit auf die Stirnseiten der Ringleitung 24 und
der Fluidabflussleitung 30 des Düsenhalters 12 aufgesetzt.
Anstelle des erfindungsgemäßen Abschaltventils 18 kann
auf diese Stirnseite auch eine Tropfstoppmembran aufgesetzt werden,
die dann in Abhängigkeit
eines Fluiddrucks in der Versorgungsleitung 10 bzw. der
Ringleitung 24 eine Strömungsverbindung
zwischen der Versorgungsleitung 10 und der Spritzdüse 16 freigibt
oder verschließt.
Mittels des Abschaltventils 18 kann das Freigeben oder
Absperren dieser Strömungsverbindung
gesteuert erfolgen.
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Um
dies zu ermöglichen,
weist das Abschaltventil 18 einen Absperrstößel 32 auf,
der verschiebbar in dem Gehäuse 26 aufgenommen
ist. Der Absperrstößel 32 ist
an seinem vorderen, der Absperröffnung
in der Schlitzbüchse 28 zugewandten
Ende etwa halbkugelförmig
abgerundet und an seinem, der Schlitzbüchse abgewandten Ende mit einem
Kolbenabschnitt 34 versehen. Der Kolbenabschnitt 34 ist
in einer Zylinderbohrung des Gehäuses 26 geführt und mittels
einer Druckfeder 36 in Richtung auf die Schlitzbüchse 28 mit
Absperröffnung
vorgespannt. Der Kolbenabschnitt 34 weist eine umlaufende
Nut auf, in der ein O-Ring angeordnet ist. Der Kolbenabschnitt 34 mit
dem O-Ring trennt somit die Zylinderbohrung des Gehäuses 26 in
zwei Abschnitte. In einem ersten Abschnitt ist die Druckfeder 36 angeordnet
und dieser erste Abschnitt steht über eine Entlüftungsbohrung 38 mit
der Umgebung in Verbindung. Ein zweiter Abschnitt der Zylinderbohrung
auf der gegenüberliegenden
Seite des Kolbenabschnitts 34 kann mittels eines Druckluftanschlusses 40 mit Druckluft
beaufschlagt werden. In dem in der 1 dargestellten
Zustand ist der zweite Abschnitt der Zylinderbohrung über den
Druckluftanschluss 40 mit Druckluft beaufschlagt und infolgedessen
ist der Absperrstößel 32 gegen
die Wirkung der Druckfeder 36 in seine Offenstellung verschoben,
in der die Absperröffnung
in der Schlitzbüchse 28 freigegeben
ist.
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Im
Unterschied hierzu ist in der 2 der entlastete,
drucklose Zustand des Abschaltventils 18 dargestellt, in
dem das dem Kolbenabschnitt 34 gegenüberliegende Ende des Absperrstößels 32 in
die Absperröffnung
in der Schlitzbüchse 28 eingefahren ist.
In dieser in der 2 dargestellten Absperrstellung
des Absperrstößels 32 ist
eine Strömungsverbindung
von der Versorgungsleitung 10 über den Stutzen 22,
die Ringleitung 24, das Gehäuse 26, des Abschaltventils 18 in
die Fluidabflussleitung 30 und zur Spritzdüse 16 dadurch
unterbrochen, dass der Absperrstößel 32 die
Absperröffnung
der Schlitzbüchse 28 vollständig ausfüllt. Es
ist in der Darstellung der 2 sowie
in der 4 zu erkennen, dass der Absperrstößel 32 nicht
lediglich auf die Stirnseite der Absperröffnung aufsetzt, sondern mit
seinem vorderen Ende in die Absperröffnung einfährt.
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Die
Absperröffnung
ist dabei mittels eines in der Schlitzbüchse 28 angeordneten
Nutrings 42 ausgebildet. Dieser Nutring 42, der
auch als Stangendichtung bezeichnet wird, besteht aus elastischem Material
und weist eine zentrale Durchgangsöffnung auf, die von einer konzentrisch
umlaufenden Nut umgeben ist. Der Nutring 42 ist dabei so
in der Schlitzbüchse 28 und
im Gehäuse 26 angeordnet,
dass die umlaufende Nut zur Druckseite hin geöffnet ist, das bedeutet in
Richtung auf die über
die Ringleitung 24 zuströmende und am Gehäuse 26 umgelenkte
Flüssigkeit.
Der Nutring 42 weist dadurch einen um die Absperröffnung umlaufenden
elastischen Bund mit vergleichsweise geringer Wandstärke auf,
der in der Absperrstellung wenigstens mit einer vorderen, inneren
Kante am Absperrstößel 32 anliegt.
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Wie
beispielsweise in der 4 zu erkennen ist, bewirkt ein
erhöhter
Flüssigkeitsdruck
im Raum 44 des Gehäuses 26,
dass der umlaufende Bund des Nutrings 42 nur fester gegen
den Absperrstößel 32 gedrückt wird.
Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Abdichtungen
mittels Membran unterstützt
daher der abzudichtende Druck die Dichtwirkung und wirkt dieser
nicht entgegen. Der Nutring 42 kann dadurch eine große Elastizität aufweisen
und vergleichsweise weich gestaltet sein, so dass für das Einschieben
des Absperrstößels 32 in die
durch den Nutring 42 gebildete Absperröffnung lediglich eine geringe
Vorschubkraft erforderlich ist und dennoch auch hohe Flüssigkeitsdrücke im Raum 44 des
Gehäuses 26 bzw.
der Versorgungsleitung 10 sicher abgedichtet werden. In
der Folge kann die Druckfeder 36 vergleichsweise schwach
ausgelegt werden und zum Öffnen
des Abschaltventils 18 ist lediglich eine vergleichsweise
geringe Verschiebekraft aufzubringen. Dadurch werden nur geringe
Anforderungen an das am Druckluftanschluss 40 zur Verfügung stehende
Druckniveau gestellt. Alternativ kann bei zur Verfügung stehenden
hohen Druckniveau das Abschaltventil sehr kompakt ausgeführt werden.
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Die
Schlitzbüchse 28 ist
einerseits in den zum Düsenhalter 12 hin
offenen, stirnseitigen Raum 44 des Abschaltventils 18 eingeschoben
und andererseits mittels eines elastischen Dichtungsrings 46 dichtend
auf die Stirnseite der Fluidabflussleitung 30 aufgesetzt.
Das Gehäuse 26 des
Abschaltventils 18 ist, wie bereits ausgeführt wurde,
mittels der Ü berwurfmutter 20 am
Düsenhalter 12 gesichert
und mittels eines Dichtungsrings 48 gegen den Düsenhalter 12 abgedichtet.
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Wie
in der perspektivischen Schnittansicht der 5 sowie
in der 6 gut zu erkennen ist, weist die Schlitzbüchse 28 drei,
sich in Richtung auf eine stirnseitige Anlagefläche des Gehäuses 26 erstreckende
Vorsprünge 50 auf,
von denen in der 5 lediglich einer zu erkennen
ist. Mittels dieser in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeter Vorsprünge 50,
die an der Anlagefläche
am Gehäuse 26 anliegen,
ist die Schlitzbüchse 28 in
Verschieberichtung des Absperrstößels 32 relativ
zum Gehäuse 26 exakt
positioniert und die Vorsprünge 50 sind
dabei so bemessen, dass im an den Düsenhalter 12 angesetzten
Zustand des Abschaltventils 18 der Dichtungsring 46 gegen
die Stirnseite der Fluidabflussleitung 30 gepresst wird.
In radialer Richtung ist die Schlitzbüchse 28 in dem Raum 44 des
Gehäuses 26 mittels
dreier in radialer Richtung abragender Stege 52 positioniert,
die an einer zylindrischen Innenwandung des Raums 44 des
Gehäuses 26 anliegen.
Zwischen den in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten Stegen 52 kann
dadurch Flüssigkeit
von der Ringleitung 24 an der Schlitzbüchse 28 vorbeiströmen. In
der Folge kann die Flüssigkeit
zwischen den Vorsprüngen 50 hindurchtreten
und, bei geöffneter
Absperröffnung,
durch den Nutring 42 hindurch und in die Fluidabflussleitung 30 eintreten.
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Anhand
der Darstellung der 5 ist dabei gut zu erkennen,
dass sowohl der Absperrstößel 32 als
auch die Absperröffnung
im Nutring 42 im Gehäuse 26 angeordnet
und am Gehäuse 26 geführt bzw. festgelegt
sind. Ein beim Aufsetzen des Abschaltventils 18 auf den
Düsenhalter 12 eventuell
auftretender Winkelversatz zwischen einer Verschieberichtung des
Absperrstößels 32 und
einer Mittelachse der Fluidabflussleitung 30 wirkt sich
somit nicht auf die Absperrfunktion des Abschaltventils 18 aus.
Ein solcher Winkelversatz ist im übrigen deshalb kaum zu vermeiden,
da die Düsenhalter 12 üblicherweise
als Kunststoffspritzgussteile ausgebil det sind und das mit der Überwurfmutter 20 zusammenwirkende
Gewinde infolgedessen zwangsläufig
toleranzbehaftet ist.
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In
den 1 bis 5 ist weiter zu erkennen, dass
der Absperrstößel 32 mittels
eines weiteren Nutrings 54 gegen den fluidführenden
Raum 44 im Gehäuse 26 abgedichtet
ist. Auch dieser weitere Nutring 54 ist so in die gehäuseseitige
Stirnseite des Raums 44 eingebracht, dass seine umlaufende
Nut zum fluidführenden
Raum 44 hin geöffnet
ist. Wie bereits anhand des Nutrings 42 erläutert wurde,
unterstützt
der Fluiddruck im Raum 44 somit die Abdichtwirkung des
Nutrings 54. In Richtung auf die Zylinderbohrung im Gehäuse 26,
in der der Kolbenabschnitt 34 des Absperrstößels 32 geführt ist,
folgt auf den weiteren Nutring 54 ein O-Ring 56.
Der zweiseitig wirkende O-Ring 56 dient zur Abdichtung
des druckluftführenden
Raums gegen den fluidführenden
Raum 44 im Gehäuse 26 sowie
als zusätzliche
Abdichtung in umgekehrter Richtung, um bei Ausfall des weiteren Nutrings 54 zu
vermeiden, dass Flüssigkeit
aus dem Raum 44 in den druckluftführenden Raum gelangt.
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Der
Druckluftanschluss 40 ist, wie in der 5 zu
erkennen ist, an einem, das Gehäuse 26 umgebenden
Anschlussring 58 vorgesehen, der drehbar auf dem Gehäuse 26 angeordnet
ist. Unterhalb des Anschlussrings 58 ist im Gehäuse 26 eine umlaufende
Nut 60 vorgesehen, die mittels einer Durchgangsbohrung 61 mit
dem druckluftführenden, zweiten
Abschnitt der Zylinderbohrung im Gehäuse 26 verbunden ist. Über den
Druckluftanschluss 40 zugeführte Druckluft tritt somit
in die Nut 60 und dann über
die Durchgangsbohrung 61 in die Zylinderbohrung des Gehäuses 26 ein
und beaufschlagt dort den Kolbenabschnitt 34 des Absperrstößels 32.
Der Anschlussring 58 ist dabei mittels zweier Dichtungsringe 62,
die seitlich der Nut 60 in weiteren Nuten des Gehäuses 26 angeordnet
sind, gegen das Gehäuse 26 abgedichtet.
Der Anschlussring 58 ist somit drehbar auf dem Gehäuse 26 angeordnet
und wird durch zwei Ringe 64 in seiner Position relativ
zur Längsachse
des Gehäuses 26 gehalten.
Der Druckluftanschluss 40 kann somit in eine beliebige
Winkellage relativ zum Gehäuse 26 gebracht
werden, so dass eine große
Flexibilität
hinsichtlich der Verlegung von Druckluftanschlussleitungen besteht.